엔드밀 가공: 실용적인 피드, 속도, 툴링, 문제 해결

실제 "좋은" 엔드밀 가공은 어떤 모습일까요?

엔드밀 가공에서는 "최대 RPM"보다는 칩 형성, 공구 안정성 및 열을 제어하여 결과를 좌우합니다. 실질적인 목표는 반복성입니다. 안정적인 사운드, 일관된 칩 모양, 예측 가능한 공구 수명, 과도한 연마 없이 사양을 충족하는 마감 처리입니다.

일관성을 유지해야 하는 네 가지 변수

• 날당 칩 부하(fz): 너무 낮은 마찰; 너무 높으면 가장자리가 깨집니다.
• 결합(반경 방향 및 축 방향): 스텝오버 및 깊이 구동 절삭력.
• 공구 안정성: 런아웃, 홀더 강성 및 돌출이 마감과 수명을 좌우합니다.
• 열 관리: 코팅 선택 냉각수 전략은 가장자리를 그대로 유지합니다.

유용한 벤치마크: 도구 팁의 런아웃이 다음을 초과하는 경우 0.01mm(0.0004인치) , 고르지 않은 플루트 로딩, 조기 치핑 및 마무리 변형이 예상됩니다. 특히 직경이 작은 경우 더욱 그렇습니다.

작업에 적합한 엔드밀 선택

엔드밀 선택은 주로 형상 문제(재료, 칩 배출 및 강성)입니다. "범용" 커터를 기본으로 사용하는 대신 플루트 수, 나선 및 코너 형태를 작업에 일치시키십시오.

플루트 수: 강도 대 칩 공간

• 알루미늄 및 고무 소재: 더 큰 걸렛과 더 나은 칩 배출을 위한 2-3개의 플루트.
• 강철: 강성과 생산성을 위한 공통 기준인 4개의 플루트.
• 하드 밀링 또는 정삭: 칩이 얇고 배출이 제어되는 경우 플루트 5-7개로 마감을 향상할 수 있습니다.

코너 스타일: 부품이 일반적으로 고장나는 곳

날카로운 90° 코너는 모서리에 하중을 집중시켜 칩이 가장 먼저 발생하는 위치입니다. 일반 엔드밀 가공의 경우 작은 코너 반경이 날카로운 코너보다 내구성이 더 좋은 경우가 많습니다.

• 모서리 강도를 높이고 수명을 연장하려면 모서리 반경(예: 0.2~1.0mm)을 사용하세요.
• 부품의 날카로운 모서리 요구 사항이 엄격한 경우 모따기 밀이나 전용 도구를 사용하십시오.

코팅 및 기판: 작동하는 간단한 규칙

• 알루미늄: 구성인선을 줄이도록 설계된 광택 플루트 및 코팅; 용접을 촉진하는 "끈적한" 코팅을 피하십시오.
• 강철: 단속 절삭을 위해 더 강한 초경 재종과 결합된 내마모성 코팅(예: AlTiN 등급).
• 경화강: 모서리 준비가 포함된 특수 하드 밀링 형상; 경직성과 보수적인 참여를 우선시합니다.

방어할 수 있는 피드 및 속도(계산 포함)

가장 신뢰할 수 있는 작업 흐름은 보수적인 표면 속도를 선택하고, 마찰을 방지하는 칩 부하를 선택한 다음 맞물림을 조정하는 것입니다(특히 슬로팅에서). 두 가지 공식은 대부분의 엔드밀 가공 설정을 포괄합니다.

RPM = (SFM × 3.82) / 직경(in)   |   이송(IPM) = RPM × 플루트 × 칩 부하(in/tooth)

작업 예: 연강 소재 1/2"(0.5인치) 4플루트

SFM 300으로 시작하십시오. RPM ≒ (300 × 3.82) / 0.5 = 2292RPM . 0.0025인치/치아 칩 부하를 선택한 경우: 이송 ≒ 2292 × 4 × 0.0025 = 22.9IPM .

그런 다음 25% 스텝오버에서 풀 슬롯으로 이동하는 경우 반경 방향 맞물림으로 인해 힘과 열이 급증하므로 칩 부하나 이송을 줄이십시오. 실용적인 시작 절단은 다음과 같이 이송을 줄이는 것입니다. 20~40% 슬로팅의 경우 소리, 칩 및 스핀들 부하를 기준으로 반복합니다.

대부분의 문제를 해결하는 피드 조정

• 칩에 먼지가 쌓이거나 공구에서 삐걱거리는 소리가 나면 칩 부하를 약간 높이십시오(종종 10~20% ) RPM을 올리기 전에.
• 진입 시 가장자리가 부서지면 먼저 맞물림(스텝오버 또는 DOC)을 줄입니다. RPM을 줄이는 것만으로도 마찰이 증가하는 경우가 많습니다.
• 기계가 안정적이지만 마무리가 불량한 경우 마무리를 위해 스텝오버를 낮추고 칩 로드를 "러브" 임계값 이상으로 유지하십시오.

공구 고정, 런아웃 및 스틱아웃 제어

엔드밀 가공에서 홀더는 절삭 공구의 일부입니다. 하나의 플루트가 대부분의 부하를 차지하기 때문에 런아웃이나 돌출이 제어되지 않으면 완벽한 피드/속도 조합이 여전히 실패합니다.

실용적인 런아웃 목표

• 일반 황삭: 표시된 총 런아웃을 아래로 유지합니다. 0.02mm(0.0008인치) .
• 마무리 또는 작은 도구: 목표 0.01mm(0.0004인치) 또는 더 나은.

돌출: 숨겨진 승수

공구 돌출이 증가함에 따라 굽힘 및 채터링 민감도가 급격히 증가합니다. 규율 있는 규칙은 간격이 허용하는 만큼 돌출부를 짧게 유지하고 불필요한 게이지 길이를 피하는 것입니다.

• 절단 깊이에 대해 가능한 가장 짧은 플루트 길이를 사용하십시오. 긴 플루트는 생산성이 아닌 도달 거리를 위한 것입니다.
• 마감과 공구 수명이 중요한 경우 균형 잡힌 공구 홀더(수축, 유압 또는 고품질 콜릿 시스템)를 선호하십시오.

공구 경로 전략: 슬로팅, 포켓팅 및 적응형 클리어링

엔드밀 가공을 개선하는 가장 빠른 방법은 힘 스파이크를 줄이는 것입니다. 현대의 "일정한 결합" 접근 방식은 안정적인 칩 두께를 유지하고 가능할 때마다 전체 폭 접촉을 피함으로써 이를 수행합니다.

슬롯팅이 불가피할 때

• 공구가 플런지 밀링용으로 설계되지 않은 경우에는 플런지 대신 램핑 또는 헬리컬 절입을 사용하십시오.
• 사이드 밀링에 비해 이송을 줄입니다(일반적으로 20~40% ) 칩 배출이 우수한지 확인하십시오.
• 채터 고조파를 줄이기 위해 알루미늄 슬롯용 3플루트 또는 강철용 가변 나선 공구를 고려하십시오.

히트 트랩 없는 포켓팅

칩이 다시 절단되면 포켓팅이 실패합니다. 대피 우선순위: 가능하면 포켓을 열고, 반경 방향 맞물림을 적당한 수준으로 유지하고, 일시적으로 공구에 과부하가 걸리는 날카로운 내부 모서리를 피하십시오.

적응형 청산: 일반적으로 승리하는 이유

• 낮은 방사형 스텝오버(종종 직경의 5~15% ) 커터 부하를 일정하게 유지합니다.
• 축 깊이가 높을수록 공구의 가장 강한 부분을 사용하고 견고한 기계에서 패스당 재료 제거율이 향상됩니다.
• 일관된 맞물림으로 인해 채터링이 줄어들고 기존 포켓 가공에 비해 공구 수명이 자주 연장됩니다.

절삭유, 공기 및 칩 배출 결정

엔드밀 가공에서는 '냉각'보다 배기가 더 중요한 경우가 많습니다. 재절삭된 칩은 모서리 치핑, 용접 빌드업, 진동처럼 보이는 신비한 마감 결함을 유발합니다.

소재별 전략 선택

• 알루미늄: 강한 공기 분사 또는 안개는 칩 용접을 방지하는 데 도움이 됩니다. 플루트를 깨끗하게 유지하고 다시 절단하지 마십시오.
• 스테인리스: 일관된 절삭유 공급으로 가공 경화를 줄이고 날 무결성을 유지합니다.
• 경화강: 많은 하드 밀링 전략에서는 열 충격을 피하기 위해 공기를 선호하지만 칩이 안정적으로 배출되는 경우에만 가능합니다.

칩을 다시 자르고 있다는 간단한 신호

• 마감은 일정한 피치로 반복되지 않는 무작위 스크래치를 보여줍니다.
• 칩은 말리지 않고 뜨겁고 가루 같으며 도구는 자르지 않고 "윙윙"합니다.
• 스핀들 부하가 낮아 보이는데도 공구가 측면에서 빠르게 마모됩니다.

엔드밀 가공 문제의 증상별 해결

증상 기반 접근 방식을 사용합니다. 주요 실패 모드를 식별하고 변수 하나를 변경한 후 다시 테스트합니다. 가장 영향력이 큰 수정 사항에는 일반적으로 맞물림, 강성 또는 칩 배출이 포함됩니다.

채터(물결 모양 마무리, 큰 진동)

• 먼저 방사형 맞물림을 줄입니다. 쪽으로 이동 5~10% 스텝오버 도구가 허용하는 경우 축 깊이를 생산적으로 유지하십시오.
• 튀어나온 부분을 줄이고 런아웃을 확인합니다. 런아웃이 수정되면 잡담이 사라지는 경우가 많습니다.
• 고조파 커플링을 끊으려면 RPM을 작은 단계(예: ±10%)로 조정하되 칩 로드가 부족하여 채터링을 "수정"하지 마십시오.

알루미늄 구성인선(플루트에 재료 용접)

• 공구가 문지르는 대신 깔끔하게 절단되도록 칩 부하를 약간 늘리십시오. 마찰은 용접을 가속화합니다.
• 대피(공기 분사/미스트)를 개선하고 알루미늄에 적합한 광택 플루트 형상을 사용합니다.

조기 가장자리 치핑(특히 진입 시)

• 램프/나선형 진입으로 전환하고 공구가 해당 용도로 설계되지 않은 한 직선 급락을 피하십시오.
• 도구 경로를 매끄럽게 만들어 모서리에서의 맞물림을 줄입니다. 급격한 방향 변경으로 인해 가장자리가 과부하됩니다.

마무리 패스: 추측 없이 크기와 표면을 맞추는 방법

엔드밀 가공의 마무리는 일관성, 즉 안정된 맞물림, 최소 처짐 변화, 반복 가능한 스톡 여유와 관련이 있습니다. 일반적인 실패는 마무리 패스를 위해 스톡을 너무 적게(또는 너무 많이) 남겨서 도구가 마찰을 일으키거나 과부하가 걸리는 것입니다.

마감을 위해 통제된 재고를 남겨두세요

• 실용적인 시작 범위는 다음과 같습니다. 0.1~0.3mm(0.004~0.012인치) 부품 강성에 따라 마무리 벽 패스를 위한 방사형 스톡.
• 마무리 단계를 작게 유지하십시오(종종 3~10% 직경)을 사용하여 가리비와 절단력을 최소화합니다.

반복 가능한 마무리 작업 흐름

1. 일정한 맞물림으로 거칠기 때문에 벽 스톡이 균일합니다.
2. 처짐 이력을 제거하고 재료 상태를 균일하게 하는 준마무리입니다.
3. 안정적인 공구 고정, 최소한의 돌출, 마찰 임계값 이상으로 유지되는 칩 부하로 마무리합니다.

부품 주변의 마감 처리가 다른 경우 "재료 불량"을 비난하기 전에 런아웃이나 맞물림 변경을 의심해 보십시오. 런아웃을 수정하는 것이 표면 및 공구 수명을 측정 가능하게 향상시키는 가장 빠른 경로인 경우가 많습니다.